Question

    在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，將發(fā)光體S（箭頭形狀的發(fā)光二極管，長為2 cm）、凸透鏡T、光屏P安裝在光具座上進行試驗，如圖14所示。
固定凸透鏡T，將發(fā)光體S放在離凸透鏡4 cm（物距u）處，移動光屏P，如果找不到像，則記錄光屏上光斑的特征；如果在光屏上出現(xiàn)清晰的像，則記下像的特征，測出光屏P到透鏡T的距離（像距𝜐）和像的長度。然后，將物距依次增加2 cm，重復上面的實驗。實驗數(shù)據(jù)如下表，根據(jù)表中的信息，回答下列問題：

實驗順序	物距u/cm	像距𝜐/cm	像的長度/cm	像的特征
1	4.0	/	光斑大小變化	只有圓光斑
2	6.0	/	光斑大小變化	只有圓光斑
3	8.0	/	光斑大小不變	只有圓光斑
4	10.0	40.0	8.0	倒立的箭頭
5	12.0	24.0	4.0	倒立的箭頭
6	14.0	18.7	2.7	倒立的箭頭
7	16.0	16.0	2.0	倒立的箭頭
8	18.0	14.4	1.6	倒立的箭頭
9	20.0	13.3	1.3	倒立的箭頭

（1）凸透鏡T的焦距為________cm。
（2）物距u在_______范圍時，在光屏上總成倒立放大的實像。
（3）當物距從開始再到逐漸增大時，則像的大小____，像距_____。（均選填“變大”“變小”“不變”“先變小后變大”“先變大后變小”）
（4）當物距等于7 cm時，物體在光屏上_____成像（填“一定會”“一定不會”“可能會”）。分析表中成倒立實像的實驗數(shù)據(jù)，當物像間距（u＋𝜐）最小時，成在光屏上的像的長度_____發(fā)光體的長度。（填“大于”“小于”或“等于”）
（5）請你根據(jù)上表提供的信息，再找出一條規(guī)律______________________________。

Answer 1

    (1)8  (2)大于8 cm小于16 cm（或大于10 cm小于16 cm，或大于f小于2f）  (3)變小  變小  (4) 一定不會  等于  (5) f＞8 cm成實像（f＜8 cm成虛像；f＞16 cm成倒立、縮小的實像；答案正確即可)  
解析：(1)若將發(fā)光體S放在焦點處，則發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡后，平行于主光軸，則在光屏上會出現(xiàn)一個與凸透鏡等大的圓形的光斑，而只有將發(fā)光體S放在8 cm處時，光斑大小不變，可知此處即為焦點，則凸透鏡T的焦距為8 cm。(2)凸透鏡的焦距f＝8 cm，由凸透鏡成像規(guī)律可知，物距u在大于8 cm小于16 cm范圍時，在光屏上總成倒立、放大的實像。(3)由凸透鏡成實像時，物近像遠像變大，可知，當物距從開始再到逐漸增大時，則物距增大、像距變小，像變小。(4)因為凸透鏡的焦距f＝8 cm，所以當u＝7 cm時，u＜f，成正立、放大的虛像。不能在光屏上成像。分析表中成倒立實像的實驗數(shù)據(jù)，當物像間距（u＋𝜐）最小時，即物距為16 cm和像距為16 cm時，此時（u＋𝜐）最小，則成在光屏上的像的長度為2 cm，正好等于發(fā)光體的長度。(5)由表中信息可知：f＞8 cm成實像，f＞16 cm成倒立、縮小實像，物像間距與像的大小之間的規(guī)律等都可以。